基于FDTD方法的地下目標電磁響應特性分析及成像.pdf

1、隨著科技的進步，以及人們日常生產和生活的迫切需求，地下目標的探測這一研究課題得到了人們的重視。傳統(tǒng)的探測方法有射線法，滲流法，聲學法，超聲波法等，但傳統(tǒng)的方法操作復雜，使用不便，在抗干擾和數據采集方面也都有局限性，很難適應較復雜的地下介質環(huán)境。尤其是在上述眾多方法中，大多會破壞被測目標的結構。新型的探地雷達(簡稱GPR)是近幾十年發(fā)展起來的一種對地下目標的有效、無損檢測的方法。它是利用發(fā)射天線向目標體發(fā)射高頻率、短脈沖電磁波，電磁波在地

2、下媒質變化界面上產生反射，通過接收天線觀察到反射波的時延及頻譜特性等信息。利用被測物質的介電性、導磁性差異，從而推斷被測目標體的位置和深度、媒質的結構及特性。
　　 本文前兩章主要是理論知識的介紹，為后面的研究奠定基礎。第一章介紹了地下目標探測的意義以及應用到地下目標探測的探底雷達技術的應用與現(xiàn)狀。第二章，介紹了探地雷達技術的理論基礎，對時域有限差分(FDTD)方法的理論進行分析，驗證了本文所用的邊界條件的正確性，給出了合適的探

3、測目標的信號源。
　　 文中第三章和第四章的內容為本文的研究重點。第三章，將FDTD方法應用于地下埋入目標的電磁探測研究中。通過對不同土壤中不同性質的埋入目標的探測發(fā)現(xiàn)電磁信號對埋地目標進行探測和識別的能力與目標的特性以及土壤環(huán)境息息相關。在對埋地管道的電磁探測研究中，文中計算出的管線埋深完全滿足地下管線的探查精度要求。并對不同埋地深度、不同材料、不同管徑大小的淺層埋地管線進行了電磁探測研究中。第四章，根據后向投影成像技術，對地